2.GPS信号
GPS卫星信号是GPS卫星向广大用户发送的用于导航定位的调制波,它包含有载波、测距码、 数据码。
GPS信号采用固定频标,f=10.23MHz,是所有波段频率的基础,使GPS电磁波信号频率呈固定倍数关系。
为了有效传播信息,把频率较低的信号加载在频率较高的载波上,这个过程称为调制,然后发送给用户接收机。
GPS信号调制码属于伪随机码,伪随机码是取值只有0和1的二进制周期码,调制在载波上。
【释义】伪随机码是GPS信号包含的信息码,它是二进制随机码,但又表达了信息具有的规律,故名伪随机码,采用二进制码使信息传输得到了便利。
载波是信号传输器具,通过调制信息、播报载波、接收载波、解调信息,使GPS包含的信息通过载波被用户接收并处理。
(1)导航电文
导航电文又叫D码或数据码,里面以二进制固定格式保存了卫星星历、原子钟改正数、电离层修正模型、卫星工作状态信息、捕获P码信息参数等内容。
(2)测距码
◎C/A码是粗码,其频率是f的十分之一,用来进行伪距定位,也可以用来捕获P码。
◎P码是精码,频率等于f,测距精度是粗码定位的10倍,属美国军用码。
◎Y码是为加强P码的安全性,经过加密处理后的加密码。
【小知识】
AS政策,即反电子欺骗政策。它将P码与高度机密的W码相加形成新的Y码。其目的在于防止敌方对P码进行精密定位,也不能进行P码和C/A码相位测量的联合求解。
(3)载波
L载波的频率为154倍f=1575.42MHz。
L载波的频率为120倍f=1227.6MHz。
L为新增的民用载波。
【释义】载波作为GPS信号的传输载体,由于频率非常高,并且可用L和L求差消除电离层误差,采用载波测距测量精度更高。
【小知识】
随着全球卫星导航系统的不断发展完善和不同系统之间的相互合作,使得任何用户都可以用一个多系统的接收机采集各个系统的数据或者各系统数据的组合来实现导航定位。
表3.4 GNSS载波频率
卫星导航系统 | 载波频率 | 运行国家 |
---|---|---|
北斗系统 | B、B和B | 中国 |
GPS系统 | L、L和L | 美国 |
GALILEO系统 | E、E和E | 欧洲 |
GLONASS系统 | G和G | 俄罗斯 |